CN106098873A - 一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法，具体包括：提供两个厚度不同硅基板并进行叠层键合，上层硅基板的厚度大于下层硅基板的厚度；通过刻蚀工艺刻蚀上层的所述硅基板，得到具有微通道的硅基板；将蓝宝石衬底键合至硅基板上，形成散热衬底结构；在下层的所述硅衬底的背面钻孔形成两个开孔，所述开孔连通所述微通道，所述两个开孔分别作为工质的入口和出口；在所述蓝宝石衬底上依次形成GaN外延层、电流阻挡层、电流扩展层，然后刻蚀台阶状电极设置部，形成两个电极。
Description
技术领域
本发明涉及固态照明材料领域，具体涉及一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法。
背景技术
目前所使用的半导体发光元件主要为LED（发光二极管），LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。与传统的白炽灯、荧光灯相比，白光LED具有耗电小、发光效率高、使用寿命长、节能环保等优点，因此其不仅可以在日常照明领域得到广泛的应用，而且可以进入显示设备领域。然而，LED需要长期使用，会发出大量的热，如何快速的散热成为了增加Led寿命的至关重要的环节。
发明内容
基于解决上述封装中的问题，本发明提供了一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法，具体包括：
（1）提供两个厚度不同硅基板并进行叠层键合，上层硅基板的厚度大于下层硅基板的厚度；
（2）通过刻蚀工艺刻蚀上层的所述硅基板，得到具有具有微通道的硅基板；
（3）将蓝宝石衬底键合至硅基板上，形成散热衬底结构；
（4）在下层的所述硅衬底的背面钻孔形成两个开孔，所述开孔连通所述微通道，所述两个开孔分别作为工质的入口和出口；
（5）在所述蓝宝石衬底上依次形成GaN外延层、电流阻挡层、电流扩展层，然后刻蚀台阶状电极设置部，形成两个电极。
其中，还包括通过开孔灌入工质液体。
其中，该工质液体的热膨胀系数介于硅和蓝宝石衬底的热膨胀系数之间。
其中，该工质液体是水中掺杂碳化硅纳米颗粒。
其中，该工质液体是乙醇中掺杂金属纳米颗粒，。
其中，所述碳化硅纳米颗粒或金属纳米颗粒的粒径为50-200nm。
其中，所述下层硅基板的厚度为500微米至1000微米。
其中，所述上层硅基板的厚度为800微米至1200微米。
本发明的优点如下：
（1）具有微通道的散热衬底进行外延生长LED，保证散热；
（2）LED发出的热直接通过衬底进行散热，缩短了散热路径；
（3）通过热膨胀系数介于硅和蓝宝石衬底之间的工质进行热传导，增强传到效率。
附图说明
图1-6为本发明的半导体发光单元散热结构制造方法示意图。
具体实施方式
参见图1-6，本发明首先提供了一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法，其制造方法如下：参见图1，提供一硅基板1，所述硅基板1的厚度为500微米至1000微米；
参见图2，提供另一硅基板2，所述硅基板2的厚度为800微米至1200微米，通过硅硅键合的方式，将所述硅基板1和2键合在一起；
参见图3，通过刻蚀工艺刻蚀上层的所述硅基板2，得到具有具有微通道3的硅基板2，所述微通道最大尺寸（方形：长或宽，圆形：直径）为500微米；
参见图4，将蓝宝石衬底4键合至硅基板2上，形成散热衬底结构；
参见图5，在下层的所述硅衬底1的背面钻孔形成两个开孔5，所述开孔5连通所述微通道3，所述两个开孔分别作为工质的入口和出口；
参见图6，然后在蓝宝石衬底4上依次形成GaN外延层6、电流阻挡层7、电流扩展层8，然后刻蚀台阶状电极设置部，形成两个电极9、10。
最终，通过开孔5灌入工质液体形成最终的GaN发光二极管，所述工质并非为普通散热介质，该工质的热膨胀系数介于硅和蓝宝石衬底的热膨胀系数之间，该工质可以是水中掺杂碳化硅纳米颗粒，还可以是乙醇中掺杂金属纳米颗粒，，所述碳化硅纳米颗粒或金属纳米颗粒的粒径为50-200nm。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种具有散热结构的GaN发光二极管的制造方法，具体包括：
（1）提供两个厚度不同硅基板并进行叠层键合，上层硅基板的厚度大于下层硅基板的厚度；
（2）通过刻蚀工艺刻蚀上层的所述硅基板，得到具有具有微通道的硅基板；
（3）将蓝宝石衬底键合至硅基板上，形成散热衬底结构；
（4）在下层的所述硅衬底的背面钻孔形成两个开孔，所述开孔连通所述微通道，所述两个开孔分别作为工质的入口和出口；
在所述蓝宝石衬底上依次形成GaN外延层、电流阻挡层、电流扩展层，然后刻蚀台阶状电极设置部，形成两个电极。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：还包括通过开孔灌入工质液体。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：该工质液体的热膨胀系数介于硅和蓝宝石衬底的热膨胀系数之间。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：该工质液体是水中掺杂碳化硅纳米颗粒。
5.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：该工质液体是乙醇中掺杂金属纳米颗粒，。
6.根据权利要求4或5所述的制造方法，其特征在于：所述碳化硅纳米颗粒或金属纳米颗粒的粒径为50-200nm。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述下层硅基板的厚度为500微米至1000微米。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述上层硅基板的厚度为800微米至1200微米。
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